Wprowadzenie

W projektach wentylacji przemysłowej temat ATEX pojawia się bardzo często. Wystarczy informacja, że w procesie technologicznym mogą występować gazy, opary lub pyły palne i natychmiast pojawia się pytanie:

Czy centrala wentylacyjna musi być wykonana w standardzie ATEX?

W praktyce odpowiedź wcale nie jest oczywista. W wielu instalacjach przemysłowych pełna centrala ATEX w ogóle nie jest potrzebna, a wystarczającym rozwiązaniem jest zastosowanie zespołu wentylatorowego w wykonaniu przeciwwybuchowym.

Żeby to dobrze zrozumieć, trzeba zacząć od podstawowego pytania: gdzie faktycznie może pojawić się atmosfera wybuchowa.

Co to jest ATEX?

Wyraz ATEX pochodzi od 2 pierwszych liter francuskiego wyrażenia „ATmosphères EXplosibles” oznaczającego atmosferę wybuchową.

W praktyce ATEX to 2 unijne dyrektywy określające zasady bezpieczeństwa dla urządzeń i miejsc pracy zagrożonych wybuchem gazów, oparów lub pyłów.

  • Dyrektywa 1999/92/WA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY z dnia 16 grudnia 1999 r. w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i ochrony zdrowia pracowników zatrudnionych na stanowiskach pracy, na których może wystąpić atmosfera wybuchowa
  • Dyrektywa 2014/34/UE – Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 26 lutego 2014 r. w sprawie harmonizacji ustawodawstw państw członkowskich odnoszących się do urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej 

Strefa ATEX

Strefa ATEX to obszar, w którym może powstać atmosfera wybuchowa. Dzieje się tak wtedy, gdy jednocześnie spełnione są trzy warunki:

  • w danym miejscu znajdują się lub są używane substancje palne, takie jak paliwa, pył węglowy, a nawet niektóre produkty spożywcze, np. mąka czy cukier,
  • istnieje możliwość ich wymieszania z powietrzem,
  • pojawia się źródło zapłonu, które może zainicjować wybuch.

Jakie są strefy wybuchu ATEX?

Dyrektywa ATEX dzieli przestrzenie na strefy w zależności od rodzaju substancji wybuchowych:

1. Strefy gazowe

  • strefa 0: ryzyko wybuchu występuje stale (>1000 h/rok),
  • strefa 1: ryzyko występuje okresowo (10–1000 h/rok),
  • strefa 2: ryzyko występuje sporadycznie ( nie więcej niż 10 h na rok).

2. Strefy pyłowe

  • strefa 20: ryzyko wybuchu występuje stałe,
  • strefa 21: ryzyko występuje okresowo,
  • strefa 22: ryzyko występuje sporadycznie.

Co to znaczy centrala wentylacyjna w wykonaniu ATEX?

Centrala w wykonaniu ATEX to urządzenie zaprojektowane tak, aby nie mogło stać się źródłem zapłonu w atmosferze wybuchowej.

W praktyce oznacza to, że wymagania ATEX dotyczą nie tylko wentylatora, ale całej konstrukcji centrali.

Dotyczy to między innymi takich elementów jak:

  • konstrukcja obudowy
  • materiały zastosowane w urządzeniu
  • uziemienie elementów metalowych
  • ograniczenie możliwości powstawania ładunków elektrostatycznych
  • zabezpieczenie elementów mechanicznych
  • odpowiednie wykonanie wentylatorów i silników

Urządzenia tego typu muszą spełniać wymagania dyrektywy ATEX i przejść odpowiednią procedurę certyfikacji.

W praktyce oznacza to bardziej złożoną konstrukcję oraz wyraźnie wyższy koszt urządzenia.

Dlatego pełne centrale ATEX stosuje się tylko wtedy, gdy jest to rzeczywiście konieczne.

Kiedy cała centrala wentylacyjna musi być wykonana w standardzie ATEX?

W niektórych sytuacjach wymagane jest, aby cała centrala wentylacyjna – jej obudowa, silniki, wentylatory, przepustnice oraz filtry – była zaprojektowana i wykonana zgodnie z wymaganiami ATEX. Dotyczy to przede wszystkim trzech przypadków:

Centrala znajduje się w strefie zagrożenia wybuchem

Jeżeli urządzenie jest zainstalowane w pomieszczeniu, w którym może pojawić się atmosfera wybuchowa (np. mieszaniny gazów, par lub pyłów z powietrzem), wszystkie elementy centrali – zarówno zewnętrzne, jak i wewnętrzne – muszą spełniać wymagania ATEX.

Centrala transportuje powietrze zawierające substancje wybuchowe

Jeśli powietrze usuwane z pomieszczenia regularnie zawiera mieszaniny palnych gazów lub pyłów w stężeniach zbliżonych do dolnej granicy wybuchowości (LEL), konstrukcja całego urządzenia musi eliminować ryzyko powstania iskier oraz gromadzenia się ładunków elektrostatycznych.

Wymagania wynikające z procesu technologicznego lub projektu

W niektórych branżach – takich jak lakiernie czy przemysł chemiczny – poziom ryzyka jest szczególnie wysoki. W takich przypadkach projekt lub wymagania inwestora mogą nakładać obowiązek zastosowania centrali posiadającej pełną certyfikację ATEX dla całego urządzenia.

Kiedy wystarczą tylko wentylatory w wykonaniu ATEX?

Są sytuacje, w których nie ma potrzeby wykonywania całej centrali wentylacyjnej w standardzie ATEX. Wystarczające może być zastosowanie jedynie wentylatorów w wykonaniu przeciwwybuchowym, a pozostałe elementy urządzenia mogą pozostać w wersji standardowej. Dotyczy to głównie następujących przypadków:

Centrala znajduje się poza strefą zagrożenia wybuchem

Jeżeli urządzenie jest zainstalowane w miejscu bezpiecznym, np. na dachu budynku lub w oddzielnej maszynowni, a ryzyko wybuchu dotyczy wyłącznie powietrza usuwanego z pomieszczenia, zwykle wystarczy zastosować wentylator w wykonaniu ATEX.

Potencjalne zagrożenie występuje tylko w obrębie wentylatora

W niektórych instalacjach jedynym miejscem, w którym może powstać atmosfera wybuchowa podczas pracy systemu, jest wnętrze wentylatora – w strefie wirnika lub silnika. W takiej sytuacji zabezpieczenie tego elementu jest kluczowe.

Niska klasa zagrożenia wybuchem (strefa 2 lub 22)

Jeżeli możliwość pojawienia się atmosfery wybuchowej jest niewielka i ma charakter krótkotrwały, a instalacja wentylacyjna została prawidłowo zaprojektowana (np. zapewnia stały przepływ powietrza), dopuszcza się stosowanie lokalnych zabezpieczeń w postaci wentylatorów Ex.

Zastosowano system detekcji

Jeśli instalacja jest wyposażona w skuteczny system wykrywania wycieków, który automatycznie wyłącza wentylację zanim stężenie substancji osiągnie poziom wybuchowy, również możliwe jest ograniczenie wykonania ATEX tylko do wentylatora

Najważniejsze różnice przy doborze

Co zatem wyróżnia sytuacje w której możemy zastosować jedynie wentylatory w wykonaniu ATEX, a co sytuację, gdy certyfikowana powinna być również obudowa i wszystkie elementy centrali wentylacyjnej?

Jeśli centrala wentylacyjna pracuje w bezpiecznym miejscu, a jedynie transportuje powietrze zawierające potencjalnie niebezpieczne mieszaniny, w większości przypadków wystarczy zastosowanie wentylatorów w wykonaniu ATEX. Natomiast gdy sama centrala znajduje się w strefie zagrożenia wybuchem, całe urządzenie musi spełniać wymagania ATEX.

Wentylatory w wykonaniu ATEX

Wymagania dotyczą głównie samego wentylatora. Musi on być wyposażony w silnik w odpowiedniej klasie przeciwwybuchowej, posiadać certyfikowany wirnik zaprojektowany tak, aby nie dochodziło do powstawania iskier przy ewentualnym tarciu (np. poprzez zastosowanie elementów z miedzi), a cała konstrukcja powinna być prawidłowo uziemiona.

Centrala wentylacyjna w całości w wykonaniu ATEX

Dodatkowe wymagania obejmują również inne elementy. Obudowa musi umożliwiać odprowadzanie ładunków elektrostatycznych, zastosowane uszczelnienia powinny zapobiegać przedostawaniu się pyłów do wnętrza centrali, a wszystkie elementy regulacyjne – takie jak przepustnice – muszą być wykonane w wersji bezpiecznej dla pracy w strefach zagrożonych wybuchem.

Skąd bierze się mit: ATEX w instalacji = centrala ATEX?

W wielu projektach wciąż można spotkać się z przekonaniem, że jeśli w instalacji pojawiają się jakiekolwiek substancje potencjalnie palne, to automatycznie centrala wentylacyjna musi być urządzeniem ATEX.

To uproszczenie ma kilka źródeł.

Pierwszym jest naturalna ostrożność projektantów. W sytuacjach niejednoznacznych często przyjmuje się rozwiązanie najbardziej zachowawcze.

Drugim powodem jest brak dokładnej analizy miejsca powstawania atmosfery wybuchowej. W wielu przypadkach zagrożenie występuje tylko lokalnie – na przykład przy konkretnym urządzeniu technologicznym – a nie w całej instalacji wentylacyjnej.

Trzecim powodem jest mylenie dwóch różnych pojęć: transportowania powietrza zawierającego substancje palne oraz występowania atmosfery wybuchowej w urządzeniu.

To nie jest to samo.

Instalacja może transportować powietrze zawierające niewielkie ilości gazów lub oparów, a jednocześnie w żadnym miejscu nie osiągają one stężenia umożliwiającego powstanie atmosfery wybuchowej.

Analiza ATEX – Najważniejsza decyzja zapada na etapie projektu

Ocena Zagrożenia Wybuchem – OZW to dokument techniczno-prawny, którego celem jest analiza ryzyka wystąpienia atmosfery wybuchowej w zakładach pracy, jej zasięgu oraz klasyfikacja stref zagrożenia wybuchem (strefy Ex)

To szczegółowy proces techniczny, którego celem jest rozpoznanie zagrożeń wybuchowych, wyznaczenie stref zagrożenia (Ex) oraz zaplanowanie środków zapobiegających zapłonowi gazów, par, mgieł lub pyłów. Jest to również wymóg wynikający z przepisów prawa (dyrektywa 1999/92/WE – ATEX 137) i obejmuje analizę stosowanych urządzeń, przebiegu procesów technologicznych oraz odpowiednie przygotowanie pracowników poprzez szkolenia.

Podsumowanie – Najważniejsze elementy i cele analizy ATEX

Aby zdecydować gdzie i jakich urządzeń potrzebujemy niezbędne jest przeprowadzenie precyzyjnej analizy konkretnej sytuacji w konkretnym zakładzie. Zazwyczaj wykonuje się to w poniższych krokach.

Wyznaczenie stref zagrożenia wybuchem

Polega na określeniu obszarów, w których może pojawić się atmosfera wybuchowa. Strefy oznacza się odpowiednio jako 0, 1 i 2 dla gazów oraz par lub 20, 21 i 22 w przypadku pyłów.

Identyfikacja potencjalnych źródeł zapłonu

Analiza obejmuje wyszukiwanie czynników mogących zainicjować zapłon, takich jak gorące powierzchnie, iskry powstające w wyniku tarcia mechanicznego czy wyładowania elektrostatyczne.

Przygotowanie Dokumentu Zabezpieczenia Przed Wybuchem (DZPW)

W wyniku analizy powstaje dokument techniczno-organizacyjny, który opisuje środki ograniczające ryzyko wybuchu oraz sposób postępowania w obszarach zagrożonych.

Weryfikacja i dobór urządzeń w wykonaniu ATEX

Sprawdza się, czy urządzenia pracujące w strefach zagrożenia posiadają odpowiednie zabezpieczenia oraz oznaczenia Ex, potwierdzające ich dopuszczenie do pracy w takich warunkach.

Dobór urządzeń w wykonaniu ATEX nie powinien zaczynać się od pytania o centralę wentylacyjną.

Najpierw należy określić:

  • czy w instalacji może powstać atmosfera wybuchowa
  • gdzie może się pojawić
  • jak długo może się utrzymywać

Dopiero na tej podstawie można zdecydować, czy instalacja wymaga:

  • centrali w pełnym wykonaniu ATEX
  • czy wystarczy centrala standardowa wyposażona w zespół wentylatorowy w wykonaniu przeciwwybuchowym

W wielu przypadkach takie rozwiązanie jest nie tylko bezpieczne, ale również bardziej racjonalne technicznie i ekonomicznie.